As data volumes grow while memory capacity remains limited, disk-resident graph-based approximate nearest neighbor (ANN) methods have become a practical alternative to memory-resident designs, shifting the bottleneck from computation to disk I/O. However, since their technical designs diverge widely across storage, layout, and execution paradigms, a systematic understanding of their fundamental performance trade-offs remains elusive. This paper presents a comprehensive experimental study of disk-resident graph-based ANN methods. First, we decompose such systems into five key technical components, i.e., storage strategy, disk layout, cache management, query execution, and update mechanism, and build a unified taxonomy of existing designs across these components. Second, we conduct fine-grained evaluations of representative strategies for each technical component to analyze the trade-offs in throughput, recall, and resource utilization. Third, we perform comprehensive end-to-end experiments and parameter-sensitivity analyses to evaluate overall system performance under diverse configurations. Fourth, our study reveals several non-obvious findings: (1) vector dimensionality fundamentally reshapes component effectiveness, necessitating dimension-aware design; (2) existing layout strategies exhibit surprisingly low I/O utilization (less than or equal to 15%); (3) page size critically affects feasibility and efficiency, with smaller pages preferred when layouts are carefully optimized; and (4) update strategies present clear workload-dependent trade-offs between in-place and out-of-place designs. Based on these findings, we derive practical guidelines for system design and configuration, and outline promising directions for future research.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

设计是对现有状的一种重新认识和打破重组的过程,设计让一切变得更美。
WWW24 | 从数据中心化的角度校准图神经网络
专知会员服务
14+阅读 · 2024年9月14日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
“推荐系统”加上“图神经网络”
机器学习与推荐算法
12+阅读 · 2020年3月23日
GraphSAGE: GCN落地必读论文
AI100
29+阅读 · 2019年8月15日
Image Captioning 36页最新综述, 161篇参考文献
专知
90+阅读 · 2018年10月23日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
论文浅尝 | Open world Knowledge Graph Completion
开放知识图谱
19+阅读 · 2018年1月30日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
41+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
38+阅读 · 2020年3月10日
VIP会员
最新内容
软件定义无人机蜂群给防空带来全新压力
专知会员服务
5+阅读 · 10月13日
《半自主无人地面战车的互操作性》66页
专知会员服务
5+阅读 · 10月13日
迈向更智慧的军事情报
专知会员服务
5+阅读 · 10月12日
《美国陆军2026年野战手册 2-0 情报》
专知会员服务
5+阅读 · 10月12日
《基于启发式算法求解武器-目标分配问题》
专知会员服务
7+阅读 · 10月12日
《美陆军最新条令出版物 2-0 情报》
专知会员服务
8+阅读 · 10月10日
电子战测试与训练靶场:战前验证战备状态
专知会员服务
3+阅读 · 10月10日
《美国陆军如何作战》46页最新报告
专知会员服务
9+阅读 · 10月10日
相关VIP内容
WWW24 | 从数据中心化的角度校准图神经网络
专知会员服务
14+阅读 · 2024年9月14日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
相关基金
国家自然科学基金
5+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
41+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员